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論鋼纖維混凝土(SFRC)耐磨地坪施工與構造

1、鋼纖維混凝土的性能特點

1)有優越的經濟性。

強度和重量比值增大是鋼纖維混凝土具有優越經濟性的重要標志。

2)具有較高的抗拉、抗彎、抗剪和抗扭強度。

在混凝土中摻入適量鋼纖維,其抗拉強度提高25%~50%,抗彎強度提高40%~80%,抗剪強度提高50%~100%。

3)具有卓越的抗沖擊性。

材料抵抗沖擊或震動荷載作用的性能,稱為沖擊韌性,在通常的纖維摻量下,沖擊抗壓韌性可提高2~7倍,沖擊抗彎、抗拉等韌性可提高幾倍到幾十倍。

4)具有明顯收縮性。

在通常的纖維摻量下,鋼纖維混凝土較普通混凝土的收縮值降低7%~9%。

5)具有顯著抗疲勞性。

鋼纖維混凝土的抗彎和抗壓疲勞性能比普通混凝土都有較大改善。當摻有1.5%鋼纖維抗彎疲勞壽命為1×106次時,應力比為0.68,而普通混凝土僅為0.51;當摻有2%鋼纖維混凝土抗壓疲勞壽命達2×106次時,應力比為0.92,而普通混凝土僅為0.56。

6)具有顯著耐久性。

鋼纖維混凝土除抗滲性能與普通混凝土相比沒有明顯變化外,由于鋼纖維混凝土抗裂性、整體性好,因而耐凍融性、耐熱性、耐磨性、抗氣蝕性和抗腐蝕性均有顯著提高。摻有1.5%的鋼纖維混凝土經150次凍融循環,其抗壓和抗彎強度下降約20%,而其他條件相同的普通混凝土卻下降60%以上,經過200次凍融循環,鋼纖維混凝土試件仍保持完好。摻量為1%、強度等級為C35的鋼纖維混凝土耐磨損失比普通混凝土降低30%。摻有2%鋼纖維高強混凝土抗氣蝕能力較其他條件相同的高強混凝土提高1.4倍。鋼纖維混凝土在空氣、污水和海水中都呈現良好的耐腐蝕性,暴露在污水和海水中5年后的試件碳化深度小于5mm,只有表層的鋼纖維產生銹斑,內部鋼纖維未銹蝕,不像普通鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕后,銹蝕層體積膨脹而將混凝土脹裂。

2、工程特點和施工重點分析

1)工程所處土層較好,且地下水位較深。
根據地質報告,結合設計荷載要求,重點是如何將1200mm的地坪基層以水泥含量80KG/m3地基均勻碾壓夯實度滿足設計要求,防止出現不均勻沉降,是地坪施工的一個重點。
2)混凝土混合料的攪拌
由于鋼纖維兩端帶鉤,容易在攪拌時結團或分布不均,進而影響工程質量。所以確保合理的配合比和攪拌工藝是至關重要的。
3)混凝土面層水平度的控制
地坪表面平整度誤差要求在2mm內,水平度要求高,如何控制面層的平整度是施工的另一個重點。
4)防止地面裂縫
由于地坪澆筑面積較大,長100m,寬60m,根據設計變形縫留置膨脹縫,施工時混凝土采用分倉澆筑,如何防止地面裂縫,是工程中的重中之重。
3、施工工藝
1)地坪基層土方改良

基礎混凝土墊層底標高為-1.5m, 改良厚度達1.2m,改良時嚴格保證水泥的摻入量80KG/ m3,為有效確保水泥的摻入量和摻入的均勻性,根據平面圖依據軸線事先進行分塊,對每設定的分塊進行水泥量化配備,施工時逐一記錄。采用小型挖土機進行拌和,每300mm虛鋪一層,用15T壓路機碾壓6遍,壓路機行駛速度25— 30米/分鐘,輪跡互相搭接20—30cm.每層碾壓結束,用環刀土工試驗,確?;翂簩嵍却笥?.92。柱基周圍無碾壓的部位,用電動打夯機人工配合夯實。

2) 細砂及薄膜鋪設、混凝土墊層澆筑

細砂主要為找平和保護防潮層而設,因此細砂中不允許有較大的沙礫,以免破壞薄膜。鋪設細砂后應在表面噴水濕潤,使細砂表面均勻密實,并立即鋪設薄膜;薄膜鋪設后即可進行澆筑50mm厚C10混凝土墊層。澆筑時采用混凝土汽車泵輸送,施工人員小心操作嚴禁硬物碰撞薄膜以保護薄膜免遭破壞。

3) 鋼纖維混凝土施工

①材料選用與要求
水泥:采用P.O32.5級普通硅酸鹽水泥;
碎石:碎石粒徑不宜大于鋼纖維長度的2/3,一般為5—25mm,最大不應超過30 mm,含泥量小于1%;砂:宜用中粗砂,細度模數2.5—3.0,含泥量小于3% ;
鋼纖維:采用上海BEKART佳密克絲鋼
纖維,型號RC-80/60-BN,長度60mm,直徑0.75mm,長徑比:80,單根鋼絲最低抗拉強度:>1100N/mm2,重量指標:4600枚/KG,摻量20kg/m3,摻入速度:≤40KG/min;

②鋼纖維混凝土的攪拌
在拌合物中加入的鋼纖維應充分分散均勻,才能在混凝土中起到增強作用,如果加入的鋼纖維分散不均勻,將使有的部位混凝土缺少鋼纖維,有的部位鋼纖維過多形成團,這樣不僅沒起到增強作用,還會引起局部強度削弱,因此只有保證鋼纖維在拌合料中分散均勻,才能獲得良好的增強效果。而佳密克絲鋼纖維采用了用水溶性膠水將單根鋼纖維粘結成排的專利技術,利用二次“分散”的原理 ,保證了鋼纖維在混凝土中分散均勻、極易攪拌、杜絕結團等問題。

影響鋼纖維在拌合料中分散均勻性的主要因素為:鋼纖維的體積率、長徑比、碎石粒徑、水灰比、砂率、以及攪拌機械、投料方法等,其中攪拌機械和投料方法尤為重要。拌和方式選擇:一般有三種方式進行拌和:a.先將鋼纖維與干料干拌均勻,在加水濕拌;b. 先投入50%的砂和 50%的石料與鋼纖維干拌均勻,再投入水泥,其余骨料和水一起濕拌均勻;c.先將鋼纖維以外的材料濕拌,在拌和過程中邊拌邊采用分散機投放鋼纖維,本工程結合佳密克絲鋼纖維的特性就是采用了這種投料拌和的方式。拌和時間比普通混凝土規定的時間延長1~2min。

③混凝土面層的澆筑

柱距10*20m,施工時,按柱距分倉澆筑施工。
先澆筑的區域采用16號槽鋼作側模,在模板內外二側每0.5m交錯鉆眼,錨入Φ16鋼筋,側模內外分別用木楔和鋼筋加固牢固。支模時用水平儀嚴格控制槽鋼頂標高,在模板支設后用砂漿將槽鋼下面填實,以免混凝土振搗時漏漿。
鋼纖維混凝土必須連續澆筑,若中斷,由于鋼纖維沿接縫的表面排列,起不到增強作用,易產生裂縫。
混凝土澆筑時應加強振搗,由于鋼纖維會阻礙混凝土的流動,因此鋼纖維混凝土的振搗要比普通混凝土的振搗時間長,一般應為普通混凝土的1.5倍。振搗時采用平板振動器(盡量避免使用插入式振動棒)將混凝土振搗密實直至出漿。用11m長滾筒初平,3m刮尺和木抹子將混凝土表面精平,誤差控制在2mm以內。精平后的表面不得裸露鋼纖維。

④耐磨層施工
在混凝土面層初凝時,開始耐磨層的施工。耐磨面層材料選用MONOTOP8 耐磨粉,每平方5kg,厚度2mm,施工時按標畫的板塊面積先將規定用量2/3的耐磨粉用手工均勻撒布在初凝的混凝土表面。完成第一次撒布作業,待材料吸收一定水分后,進行機械圓盤的慢磨作業(慢磨時應掌握好初凝的時機,慢磨過早容易使得本已精平的面層形成凹坑);第一層材料硬化至一定階段時,進行第二次剩余的耐磨粉撒布。表面收光時卸下圓盤采用機械磨光片鏝磨。機械鏝磨應縱橫交錯進行,運轉速度和鏝磨角度變化視混凝土地面硬化情況而作出調整,局部有沙眼孔洞處及時修補,確保整體一致無色差直,至表面收光為止。邊角等機械難以操作的區域手工鏝磨完成。

⑤鋼纖維混凝土養護
耐磨地面完成后,為防止其水分蒸發過快,確保耐磨粉強度穩定增長,應在地面施工完24小時左右用養護毯覆蓋保濕。表面濕潤不少于7天,養護時避免接觸風、太陽、雨水等。

4、局部構造要求
盡管鋼纖維混凝土地面具有較高的抗拉、抗彎、抗剪和抗扭等特性,但從整體構造的角度出發,必須采取以下構造措施。

1)縮縫
地坪混凝土按柱距1 0 米跨寬澆筑,在分倉混凝土澆筑6 — 8 天, 并且其強度要達到1 2M p a 時切割縮縫。用切割機X=@5000mm;Y=@4000mm切割平頭縫,形成4*5m縮縫。切割深度=板厚1/3=55mm,縫寬5mm,縫內嵌填柔性材料。
2)伸縫
X=@10m;Y=@20m及四周墻體一側設置膨脹縫,膨脹縫內填入聚苯乙烯泡沫板,板厚10mm,防止因溫度變化因起混凝土變形受到阻礙。在地坪結束后,外墻下部用弧形塑膠踢板鑲貼,剛好將此縫隱蔽,達到美觀效果。


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